Introduction au SDR : Radio définie par logiciel

 Introduction au SDR : Radio définie par logiciel


WQue vous soyez connecté ou non au réseau, l’information est reine. Les données qui circulent autour de nous via la radio et les micro-ondes peuvent fournir une mine d’informations sur ce qui se passe, que ce soit dans notre quartier ou dans le monde, pour quiconque peut les exploiter et les utiliser. Grâce aux progrès des récepteurs SDR (Software Defined Radio), toute personne disposant de quelques centaines de dollars et de compétences modestes peut transformer son ordinateur ou sa tablette en une plate-forme de renseignement électromagnétique qui était autrefois le domaine exclusif et multimillionnaire des gouvernements.

Dans cette série, nous aborderons les bases du SDR, de la sélection du bon récepteur et des antennes à la configuration de base pour rassembler à la fois l’intelligence des communications (COMINT ; écouter les transmissions audio) et l’intelligence des signaux (SIGINT ; recevoir d’autres types de signaux tels que suivre des avions ou obtenir des images satellites météorologiques).

La configuration : qu’est-ce que le SDR ?

Alors que les récepteurs radio traditionnels sont câblés pour gérer uniquement des bandes et des modes spécifiques, les radios définies par logiciel (SDR) utilisent des processeurs informatiques et des logiciels pour effectuer la majeure partie de la démodulation. Cela permet à un petit ensemble de matériel de détection de radiofréquence (RF) de prendre en charge une large gamme de fréquences et la capacité d’écouter tous les modes de transmission.

Le récepteur lui-même a encore certaines limitations en termes de gamme de fréquences qu’il peut prendre en charge, de bande passante du récepteur, etc. Cependant, par rapport aux récepteurs radio traditionnels qui peuvent prendre en charge une poignée de modes et de bandes, les limites semblent s’estomper.

Cependant, la flexibilité se fait au prix de la tyrannie du choix. Vous devez non seulement choisir le bon matériel pour vos besoins, mais aussi apprendre à tirer parti de divers progiciels pour tirer pleinement parti des capacités.

Choisir le bon SDR

Les appareils SDR les plus populaires sur le marché aujourd’hui sont peut-être ceux qui reposent sur le chipset RTL2832, communément appelé « rtl-sdr ». Ceux-ci viennent dans un certain nombre de saveurs, telles que le NooElec NESDR. Les autres récepteurs SDR populaires incluent les séries SDRPlay, AirSpy et HackRF. Certains, tels que The Great Scott Gadgets HackRF, peuvent également transmettre, bien qu’à des niveaux de sortie RF extrêmement faibles.

Configuration de la radio définie par logiciel SDR

Ci-dessus : L’équipement SDR et les antennes peuvent être compacts. Souvent, le plus gros équipement sera l’ordinateur portable. Vous pouvez également envisager une tablette ou un téléphone Android.

Chacun de ces appareils a ses propres avantages et inconvénients. Personnellement, j’ai à la fois un NooElec NESDR Smart rtl-sdr ainsi qu’un HackRF. Pour ceux qui débutent, je recommande le NooElec. Un excellent pack de démarrage peut être obtenu sur Amazon pour 99 $, qui comprend le NESDR Smart, le convertisseur élévateur NooElec Ham It Up, des antennes et des adaptateurs.

L’ensemble permet la réception de signaux jusqu’à 300 Hz et jusqu’à 1,7 GHz, offrant une plage de réception de toutes les communications haute fréquence, y compris les stations de radio à ondes courtes, et jusqu’à certaines des bandes micro-ondes utilisées par les avions et les satellites.

Choisir la bonne antenne

Les SDR n’ont rien de magique, donc toutes les considérations habituelles concernant les antennes s’appliquent si vous voulez des performances élevées. Mieux votre antenne est placée et plus elle résonne sur les bandes que vous souhaitez recevoir, mieux c’est.

antenne radio sdr

Ci-dessus : La SuperAntenna MP1C est un système d’antenne portable utilisant un système de bobine chargée pour régler l’antenne. Cette même antenne peut être utilisée avec un transcienver standard tel que le populaire Yaesu FT-891.

Pour la plupart des applications, les antennes fouet à faible gain conviendront. Cependant, pour recevoir des données hyperfréquences hautement polarisées et hautement directionnelles des satellites, des antennes directionnelles (celles qui focalisent la transmission ou la réception) doivent être utilisées.

Si vous avez déjà un déploiement d’antenne établi, vous pouvez partager l’antenne avec votre émetteur-récepteur radio traditionnel et le SDR à l’aide d’un appareil tel que le MFJ-1708SDR. Cela vous donne l’avantage supplémentaire d’un écran panadapter à large bande passante pour votre radio, si elle n’en possède pas un.

Pour la collecte COMINT, toute antenne filaire ou fouet vertical qui résonne sur les bandes haute fréquence (HF), très haute fréquence (VHF) ou ultra haute fréquence (UHF) qui vous intéresse est tout ce dont vous avez besoin.

Choisir le bon logiciel

Le logiciel que vous utilisez pour votre SDR se résumera à quelques critères :

• La mission à accomplir

• Ce qui est disponible pour la plate-forme que vous avez choisie (à la fois le système d’exploitation de votre ordinateur et ce qui prend en charge le récepteur SDR que vous avez choisi)

• Coût

Les plates-formes libres et open source (FOSS) telles que Linux ont une pléthore de choix disponibles en ce qui concerne les logiciels SDR, et elles sont généralement gratuites. Le projet GNU Radio fournit des outils et des bibliothèques, sur lesquels d’autres se sont basés pour fournir des interfaces faciles à utiliser à diverses fins. Sous Linux, mon choix préféré est Gqrx, qui s’installe facilement via le gestionnaire de paquets dans n’importe quelle distribution Linux conviviale telle qu’Ubuntu. Les utilisateurs de Windows trouveront que SDR# est un choix populaire.

Pour les opérations mobiles où le poids est un facteur, apporter un ordinateur portable complet peut ne pas être la meilleure option. Si vous choisissez d’utiliser un téléphone ou une tablette Android, vous trouverez des programmes tels que RF Analyzer disponibles dans le Google Play Store. Cela vous permet d’utiliser un RTL-SDR à peu près dans le même but dans un boîtier plus petit.

De nombreux membres de la communauté des radioamateurs utilisent de petits ordinateurs tels que le Raspberry Pi, fonctionnant sous Linux, à la fois à des fins SDR et pour exécuter des modes numériques connectés à leur émetteur-récepteur HF. Personnellement, j’exécute également Linux sur mon ordinateur portable principal, mais avec un peu de recherche, vous trouverez quelque chose qui vous convient sur la plate-forme que vous choisissez.

Premiers pas : l’installation

La configuration pour écouter les transmissions analogiques sur les bandes VHF et UHF est incroyablement facile. La démonstration est basée sur Gqrx, mais la configuration sera similaire quelle que soit la plate-forme.

L’installation de l’application et de ses bibliothèques de support est une opération simple de pointer-cliquer dans les distributions Linux modernes. Recherchez « Gqrx » dans l’application du magasin de logiciels sur Ubuntu ou Fedora Linux et cliquez sur Installer. Une fois installé, il sera prêt à être lancé.

Radio définie par logiciel SDR

Avant de lancer le logiciel, connectez l’antenne au connecteur SMA du dongle RTL puis branchez l’USB sur votre ordinateur.

Lorsque vous lancez Gqrx pour la première fois, il vous sera demandé de faire une configuration initiale. À ce stade, tout ce que vous avez à faire est de remplir la chaîne de périphérique pour lire rtl=0, puis d’appuyer sur OK.

Lorsque la fenêtre principale apparaît, appuyez sur le bouton Lecture et vous devriez commencer à recevoir des signaux radio. Il existe de nombreux contrôles et options, mais vous n’en avez besoin que de quelques-uns pour commencer.

La fenêtre principale ressemble à ceci :

Radio définie par logiciel SDRCi-dessus : Gqrx fournit un affichage en cascade pour montrer l’intensité du signal (axe X) au fil du temps (axe Y), avec une couleur indiquant la force du signal. Ici, nous voyons l’affichage en cascade de certaines stations FM diffusées dans la région d’Austin, au Texas. Notez que le mode est réglé sur Wide FM.

Dans le volet principal, vous voyez qu’il est divisé en deux. De gauche à droite, vous voyez un analyseur de spectre qui affiche les amplitudes relatives à différentes fréquences dans la bande passante de réception. En dessous, vous voyez un affichage en cascade montrant l’historique de ce qui a été reçu sur une fréquence donnée et est lu verticalement.

À droite, nous voyons que par défaut les options du récepteur sont sélectionnées. Le contrôle principal ici que vous devez connaître est la sélection « Mode ». Différents types de communications nécessitent un mode de démodulation différent. En général, soyez juste conscient de ce qui suit :

• Utilisez WFM pour les stations FM commerciales

• Utilisez AM pour les bandes aériennes et marines VHF/UHF, les émissions à ondes courtes et la radio AM commerciale

• Utilisez NFM pour la VHF/UHF analogique bidirectionnelle dans les bandes amateurs ou de sécurité publique

• Pour les transmissions radio amateur HF, respectez la convention (USB en 20m et LSB en 40m, par exemple)

Savoir où écouter : VHF et UHF

Vous connaîtrez probablement vos stations FM commerciales préférées dans votre région. Si vous êtes un opérateur radioamateur agréé avec au moins une licence de classe technique (reportez-vous à notre article « Quelqu’un peut-il m’entendre ? » dans le numéro 38 pour plus de détails sur les capacités et les licences des radioamateurs), vous connaissez probablement les fréquences de sortie des répéteurs. dans votre région que vous pouvez frapper.

Si vous ne disposez pas déjà de ces informations, il existe deux excellentes sources. Tout d’abord, pour trouver des répéteurs dans votre zone d’opérations (AO), The Repeater Book (www.repeaterbook.com) est l’endroit où vous voulez chercher. Pour trouver les fréquences aériennes, de sécurité publique et commerciales dans votre AO, consultez www.radioreference.com.

Par exemple, pour savoir quelles fréquences et quels modes sont utilisés dans mon aéroport le plus proche, Austin-Bergstrom, tout ce que j’ai à faire est de le rechercher :

Radio définie par logiciel SDR

Bien sûr, vous pouvez toujours vous contenter de régler. L’un des principaux avantages d’un SDR par rapport à l’exécution de la fonction de balayage sur une radio portative est que vous pouvez voir l’activité du spectre sur toute la bande passante de réception, vous donnant un indicateur visuel rapide de l’activité que vous voudrez peut-être étudier et écouter.

Écoute ondes courtes et HF

Dans une situation véritablement déconnectée du réseau où la radio est votre seul outil pour savoir ce qui se passe dans le monde, la possibilité d’écouter des émissions de radio à ondes courtes et une communication HF bidirectionnelle à partir de radioamateurs ou d’autres opérateurs radio pourrait être une bouée de sauvetage, rendant un récepteur SDR une source principale d’intelligence. Assurez-vous simplement d’avoir une source d’alimentation de secours fiable pour tous vos équipements électroniques, comme un système de secours solaire ou un générateur.

nooelec.com ham it up sdr radio définie par logicielCi-dessus : Le bundle Nooelec RTL-SDR est un moyen courant et peu coûteux d’accéder au SDR, y compris la possibilité d’accéder aux bandes HF avec le convertisseur élévateur Ham It Up. Selon l’antenne que vous souhaitez utiliser, vous aurez peut-être besoin de câbles différents.

Malheureusement, nous ne pouvons pas utiliser le RTL-SDR seul pour recevoir la plupart des fréquences à ondes courtes ou autres fréquences HF, telles que celles utilisées par les opérateurs de radio amateur, les militaires, etc. C’est là qu’intervient le convertisseur NooElec Ham It Up TXCO Up. Cet appareil est placé en ligne entre l’antenne et le dongle SDR, et décale le signal RF dans une fréquence qui se trouve dans la plage de réception du RTL-SDR.

nooelec.com ham it up sdr radio définie par logiciel

Ci-dessus : si vous souhaitez utiliser les bandes HF, le convertisseur élévateur doit être aligné entre le SDR et l’antenne, l’antenne étant connectée à « RF IN ».

nooelec.com ham it up sdr radio définie par logiciel

Ci-dessus : Le RTL-SDR doit ensuite être connecté via USB à l’ordinateur portable. Si vous souhaitez fonctionner uniquement dans la plage du RTL-SDR, vous pouvez laisser le convertisseur élévateur complètement hors du circuit, le laisser sans alimentation (ne pas connecter son propre câble d’alimentation USB à l’ordinateur portable, comme illustré), ou utiliser le « Passthrough  » changer. Le Ham It Up ne s’ouvre pas, il peut donc fonctionner sans alimentation.

Une fois le boîtier placé en ligne avec le « RF IN » connecté à l’antenne et le « RF OUT » connecté au RTL-SDR, allumez-le et assurez-vous que le commutateur est réglé sur « UPCONVERT ».

antenne radio sdr

Ci-dessus : Ici, le MP1C est installé sur un trépied standard à profil bas avec un fouet flexible sur le dessus. Le système est modulaire et peut être configuré d’autres manières selon les conditions.

L’upconverter a un décalage de 125Mhz, donc pour l’utiliser, il y a deux options. La première consiste à ajouter 125Mhz à chaque fréquence que vous souhaitez écouter, mais c’est fastidieux et sujet aux erreurs. La deuxième option est de configurer votre logiciel SDR pour calculer le décalage et vous permettre de saisir directement la fréquence que vous souhaitez écouter. L’option deux est bien meilleure et est accomplié en ajustant le paramètre LNB LO (Low Noise Blank Local Oscillator) dans les paramètres d’entrée :

Radio définie par logiciel SDR

Puisque nous utilisons un convertisseur élévateur, nous donnons un décalage négatif, le champ doit donc indiquer -125Mhz. Ensuite, ici, couplé à une glissière d’antenne fouet verticale Super Antenna MP1C réglée à 20 m, nous pouvons voir que nous sommes en mesure de recevoir une station de radio en ondes courtes d’Amérique latine sur 13,818Mhz.

Avec l’enregistreur I/Q, nous pouvons enregistrer l’émission pour la rejouer à une date ultérieure, la transcrire ou la traduire.


Utilisations d’urgence et tactiques du SDR

  • Surveillance des communications d’urgence
  • Écouter les informations à la radio et les émissions météo de la NOAA
  • Extraction des images satellites météorologiques
  • Suivi des avions

Configuration SDR étape par étape

1. Préparez votre équipement SDR (ordinateur, appareil SDR, convertisseurs up/down, antenne, câbles)

2. Installez le logiciel de votre choix (Gqrx, SDR#, etc.) sur l’ordinateur

3. Si nécessaire, connectez le convertisseur up/down au SDR

4. Connectez l’antenne au SDR ou au convertisseur up/down

5. Connectez le système SDR via USB à l’ordinateur

6. Démarrez l’application

7. Choisissez votre appareil

8. Commencez à écouter


Conclusion

Avec quelques dollars dépensés, vous pouvez désormais écouter les communications analogiques, qu’elles soient dans le monde entier ou dans votre quartier, ce qui contribue à transformer le spectre RF en une source d’informations pour vous donner l’avantage en matière de connaissance de la situation. Cela ne fait qu’effleurer la surface de ce que les SDR peuvent vous aider en matière de préparation et de collecte de renseignements. Dans un prochain article, nous discuterons de l’utilisation des SDR pour intercepter les transmissions numériques, telles que les transmissions téléphoniques par satellite, les transpondeurs d’avions et les images satellites météorologiques.

En savoir plus sur nooelec.com


En savoir plus sur les radios et les communications


Préparez-vous maintenant :

Divulgation : Ces liens sont des liens d’affiliation. Caribou Media Group touche une commission sur les achats admissibles. Merci!

RESTEZ EN SÉCURITÉ : Téléchargez un copie du problème d’épidémie OFFGRID

Dans le numéro 12, Magazine hors réseau a examiné attentivement ce que vous devez savoir en cas d’épidémie virale. Nous offrons désormais une copie numérique gratuite du numéro OffGrid Outbreak lorsque vous vous abonnez à la newsletter électronique OffGrid. Inscrivez-vous et obtenez votre copie numérique gratuite Cliquez pour télécharger !




Source de l’article

A découvrir